「讀心術」存在嗎？看看科學家是怎樣讀心的！

（本期科普聯動窗文章來源：科學畫報；作者：顧凡及，復旦大學生命科學學院教授）

「讀心術」這個詞容易使人誤會成是像扶乩、通靈術之類的騙術，其實不然。我們所感所想都是腦中大量神經細胞活動的結果，因此如果能夠檢測有關活動，或是由它們引起的其他身體指標的變化，並進行適當的科學分析的話，那麼就有可能不用人說，或粗或細地知道人的所感所想。

現代科學技術的突飛猛進，已經使「讀心術」從知道人之所感向知道人之所想發展，這既因有助於偵破罪案和幫助癱瘓患者對外交流而受到歡迎，又引起了人們對於個人隱私無所藏身的恐懼，本文通過具體例子介紹科學家怎樣「讀心」。

察「顏」觀色——最古老的「讀心術」

《三國演義》說到蜀國投降後，司馬昭設宴款待後主，後主在宴會上一點也沒有表現出亡國之痛。他的舊臣正偷偷勸他，如果司馬昭問他是否思念蜀地的話，應該流淚告訴他祖墳都在那兒，無日不思。後來司馬昭果然又問後主想不想故地。後主就照著舊臣的話說，但是欲哭無淚，只好把兩眼閉了起來。司馬昭問他這怎麼聽上去像是學來的話？後主大吃一驚，瞪大了眼睛說：「正如您所言。」於是引起鬨堂大笑。

這段故事生動地告訴我們，可以通過觀察人的表情知曉人的內心，即使想裝扮出某種表情，也總還有蛛絲馬跡可尋。這是因為自然流露的感情和強裝出來的是由不同的神經迴路控制的，它們所引起的臉部肌肉活動也有所不同，所以難以逃過訓練有素的檢查人員的法眼。

例如，怎樣區別笑逐顏開和強作歡顏呢？一個人發自內心地高興時，臉上會出現三個明顯的特徵：眼旁有笑紋、臉頰上抬和嘴角上翹。儘管有些特徵，例如嘴角上翹可以通過說「茄子」有意識地模仿出來，從而給一般人以笑的錯覺，但是還是有些特徵，例如眼角的笑紋並不能有意識地表演出來。

為什麼會這樣呢？這是因為控制真笑和假笑的神經迴路是不一樣的。真笑是由情緒中樞通過一種稱為基底神經節的皮層下核團自動控制眼部和臉部有關肌肉的運動，由此產生了一張自然的笑臉；假笑則是大腦皮層有意識地通過運動皮層驅使一些肌肉收縮。

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自然的笑臉需要大量肌肉做複雜的協同動作，而要想有意識地達到這一點卻很不容易，就像要一位外行去演奏貝多芬的《歡樂頌》一樣。這方面的證據來自一些患者。

一位右腦運動皮層處中風的患者，如果命令她笑，她只能在右半邊臉顯出笑意，因為這種微笑是受左半球運動皮層控制的，而中風的右腦運動皮層沒辦法控制左半邊臉。但是看到前來探望她的親人時，她卻整張臉都充滿了笑意，這是因為她控制自然微笑的基底神經節並沒有什麼毛病。另外一種患者正好相反。一位因小中風而影響到一側基底神經節的患者，當親人來探望他時，他只有半邊臉在笑，而醫生要他做個笑臉時，儘管不太自然，他卻能滿臉堆笑。

不用開口，就可以知道你看到了什麼

察「顏」觀色儘管常常管用，但是畢竟有很大的局限性，真正用現代技術「讀心」還是20世紀的事。這種技術的關鍵是在腦活動模式和所看的事物之間建立起對應關係。當然，第一步是要確定受試者的腦活動模式。20世紀後期以來已建立了許多這種技術，功能磁共振成像（fMRI）就是其中普遍得到應用的一種。

值得注意的是，受試者觀察某個特定對象時，腦活動模式的變化並不限於一個特定部位，而要牽涉到許多部位，因此形成了某種分布模式。如果能找到這種分布模式和外界事物之間的對應關係，就有可能根據這種分布模式判斷當時受試者在看什麼事物。

研究人員把刺激圖像和腦活動模式的數據輸入計算機，讓程序學會對這些數據進行分類，從而判斷某種活動模式對應的是什麼圖像。學習的樣本越多，「讀心」的本領也越大。2008年計算機已經做到從120個學過的圖片中，根據腦活動模式確定受試者當時看的是哪張圖片。

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科學家希望用這種方法不僅可以知道受試者正在看什麼，而且還可能知道他正在想什麼，甚至正在夢什麼。不過，目前能做到的識別還很粗糙，並且這樣粗糙的分類識別規則可能對不同人是不一樣的，甚至對同一個人的識別結果也可能隨時間變化。此外，功能磁共振成像機器龐大，設備和運行都很昂貴，受試者需要長時間待在窄小的空間里不能動彈和專心完成任務，這些都嚴重地限制了這一技術的使用和推廣。

20世紀90年代，許多醫院為了治療藥石無效的癲癇患者，只能動手術切除病灶。為了確定病灶究竟在什麼部位，需要在患者腦中埋藏多達10根電極，日夜監視神經元的活動，以確定哪些部位最先發生癲癇。在等待患者癲癇發作的那段時間裡，研究人員獲得了千載難逢的機會，研究意識清醒的人腦中單個神經元對什麼樣的刺激才有強烈的反應。

研究人員讓患者看演員、政治家、各界名人、動物、建築物等的圖片，同時監視內側顳葉皮層（有許多癲癇都在此發生）的神經元。結果在一個患者的海馬中找到一個細胞，它只對電影明星貝瑞起反應。這個神經元不僅對貝瑞的標準照起反應，對她在影片中扮演的戴面罩的貓女形象有反應，甚至對屏幕上顯示的她的名字都有反應，而對其他人像、建築物和動物都很少反應。也就是說，引起反應的不只是貝瑞的視覺形象，而是貝瑞這位女演員的概念。因此這種細胞被稱為「概念細胞」。

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概念細胞的發現給在特定條件下「讀心」以新的可能性。美國科學家在一位患者的腦里記錄到一個對電影演員布洛林（患者最喜歡的電影《七寶奇謀》的主演）起反應的細胞，另外還記錄到一個「夢露神經細胞」。研究人員把布洛林和夢露的影像疊加在一起，當患者把注意力集中在布洛林上時，「布洛林神經細胞」的發放（即神經細胞發出神經脈衝）要強過「夢露神經細胞」。這時，科學家用一個反饋電路使得布洛林的影像更為清晰，而夢露的影像逐漸變淡，到實驗結束時，顯示屏上只剩布洛林的影像。患者對此感到非常高興，她覺得是自己的意念控制了這一切，而在一旁的醫生也一目了然地知道當時患者想到的究竟是誰。

科學家在患者腦中找到若干個對不同對象敏感的概念細胞後，只要監視到哪個概念細胞在猛烈發放，就可以知道患者當時在想什麼。當然，這樣的「讀心術」只能在需要開顱手術的患者身上才能進行，另外還必須找到各不相同的概念細胞，而尋找概念細胞並不容易，也不可能找到大量形形色色各不相同的概念細胞，所以這種「讀心術」也有很大的局限性。

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編輯：魯凡英

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